eng
Выпуск #3/2020
О. Китаев
Процессы отмывки и влагозащиты в радиоэлектронном производстве
Процессы отмывки и влагозащиты в радиоэлектронном производстве
Просмотры: 1112
DOI: 10.22184/1992-4178.2020.194.3.100.107
Процессы отмывки и влагозащиты в радиоэлектронном производстве
О. Китаев
Отмывка и влагозащита идут бок о бок друг с другом, в том числе зачастую и по технологическому процессу. Без качественной очистки поверхности невозможно гарантировать надежность и долговечность влагозащиты. В данной статье мы постараемся рассмотреть нюансы подбора оборудования и материалов, а также самих процессов отмывки и влагозащиты.
Для производства современных электронных устройств с высокими требованиями к надежности, обеспечения наилучшей работоспособности и уменьшения отказов печатных узлов одним из ключевых этапов производственного процесса в радиоэлектронике считается отмывка. В данной статье мы рассмотрим процессы отмывки и особенности подбора оборудования и отмывочных жидкостей на примере немецкой компании kolb CLEANING TECHNOLOGY, которая по праву считается одним из надежнейших производителей систем струйной отмывки.
Отмывка – это комплексный процесс. Это и удаление загрязнений с поверхности печатных узлов (ПУ), и тщательная очистка трафарета для качественного нанесения паяльной пасты, и удаление остатков флюса, нагара и других загрязнений с элементов конструкции машин.
Для очистки элементов конструкции машин компания kolb CLEANING TECHNOLOGY использует технологию барботажа. Смысл процесса в том, что газ поступает по трубопроводам на дно ванны, где он выходит через мелкие отверстия. Под действием поднимающихся пузырьков жидкость активно перемешивается, что ускоряет процесс вывода загрязнений в раствор.
Серия систем на основе барботажа у kolb CLEANING TECHNOLOGY называется AF (AirFlow). В данной серии все процессы – отмывка моющей жидкостью, ополаскивание и сушка (рис. 1) – происходят в одной камере.
Системы серии AF предназначены для отмывки систем улавливания конденсата, паяльных рамок, контейнеров, деталей машин и станков и т. д. В зависимости от выбранной модели (рис. 2) они позволяют работать с элементами от 385 × 460 × 480 мм (AF3) до 770 × 1 280 × 600 мм (AF75).
Наиболее эффективной и универсальной технологией для отмывки трафаретов и печатных плат считается распыление струй в воздухе, так как этот метод не имеет минусов, которые присущи УЗ‑системам (риск повреждения чувствительных компонентов), технологии «струй в объеме» (низкая агитация в моющем растворе на расстоянии 10–15 см от сопел) или же отмывке в вакууме (угроза безопасности на участке в связи с низкой точкой вспышки паров отмывочной жидкости).
kolb CLEANING TECHNOLOGY имеет в своем портфеле более 30 систем струйной отмывки, различающихся по задачам (отмывка трафаретов, ПУ, деталей систем) и производительности (от 176 до 830 европлат за цикл).
Во всех системах струйной отмывки используются инновационные, запатентованные технологии производителя kolb CLEANING TECHNOLOGY:
kolb CLEANING TECHNOLOGY предлагает две серии систем струйной отмывки: премиальную AQUBE и экономичную PSE; дополнительные возможности первой по сравнению со второй приведены в табл. 1. Последовательность процессов в системах серии PSE / AQUBE производства компании kolb CLEANING TECHNOLOGY приведена на рис. 4, основные характеристики систем серий PSE и AQUBE – в табл. 2 и 3 соответственно.
После выбора отмывочной системы самым важным этапом является подбор отмывочной жидкости в зависимости от объектов очистки и материалов, из которых они изготовлены. kolb CLEANING TECHNOLOGY на протяжении более чем 25 лет разрабатывает и производит чистящую химию для электронной промышленности, специально адаптированную к разнообразным требованиям этой отрасли.
В табл. 4 приведены рекомендации, позволяющие выбрать отмывочное средство, наилучшим образом подходящее для конкретной задачи и технологии.
При текущих экономических условиях большинство компаний-изготовителей пытается снизить производственные затраты путем экономии на материалах, в том числе и на отмывочной жидкости. Однако надо понимать, что успешно проведенные тесты совместимости и качества отмывки недорогой отмывочной жидкостью не в полной мере характеризуют экономический эффект выбора. В табл. 5 приведено сравнение продукта компании kolb CLEANING TECHNOLOGY с российским отмывочным средством (Жидкость Х) по результатам тестирования, проведенного специалистами ООО «АссемРус» на базе одного из наших клиентов.
Данные табл. 5 наглядно показывают, что одна лишь стоимость 1 л жидкости не должна быть единственным критерием выбора; для объективного сравнения необходимо учитывать следующие показатели:
После подбора оборудования и отмывочной жидкости можно переходить к следующему этапу – нанесению влагозащитного слоя на печатную плату. Данный процесс неразрывно связан с предыдущим, так как от качества отмывки будет зависеть адгезия влагозащитного слоя к печатной плате, стойкость и защитные свойства слоя, а также вероятность короткого замыкания проводников под влагозащитой из-за наличия остатков химических веществ, способных диссоциировать на ионы и, следовательно, проводить электрический ток. Поэтому влагозащитный состав можно наносить только на качественно вымытую печатную плату.
Методов нанесения влагозащитного слоя много; мы остановимся на самом технологичном – автоматизированном нанесении. Критерии подбора модели оборудования и комплектации разберем на примере известного испанского производителя INNOMELT SPAIN.
В портфеле этого производителя есть три системы: две отдельностоящие – CF440 и CF440LC – и встраиваемая в линию CF395IL (табл. 6).
Все системы универсальны, готовы к работе как с вязкими, так и жидкими материалами; в зависимости от выбранных клапанов будет различаться функционал системы. Выбор клапана зависит от следующих аспектов:
Информация, позволяющая подобрать комплект клапанов для системы селективной влагозащиты INNOMELT SPAIN, наилучшим образом соответствующий задачам конкретного производства, приведена в табл. 7.
Для автоматизированного нанесения одним из самых сложных лаков был и остается УР‑231, что связано с тремя аспектами, затрудняющими его применение:
Еще в 2015 году ООО «АссемРус» совместно с испанским производителем INNOMELT SPAIN решили все три аспекта, которые препятствовали автоматическому нанесению УР‑231.
Разработано программное обеспечение для поддержки технического обслуживания.
В случае простоя машины более 2–3 ч оператор получает сигнал о необходимости промыть систему растворителем – смесью ксилола и бутилацетата, залив его в емкость для лака и пропустив через коммуникации системы. Если этого не сделать своевременно, лак засохнет в трубках и клапанах, тем самым сделав невозможным последующие операции нанесения.
Все емкости, трубки, фитинги, уплотнители разработаны из материалов, устойчивых к ксилолу и бутилацетату.
В соответствии с ТУ 6-21-14-90 нет возможности смешивать лак напрямую в дозирующей голове, так как ему необходимо полчаса выдержки. Поэтому специально для двухкомпонентных лаков была разработана независимая от основного контура влагозащиты система – Meter mix system. Данная система имеет следующие характеристики:
Принцип работы прост: из двух емкостей в определенных пропорциях, запрограммированных ранее в соответствии с показаниями приборов В3-4 или В3-246 (как сказано выше, для УР‑231 это 100:18), поступает полуфабрикатный лак УР‑0321 и ДГУ в статический смесительный клапан, откуда через статическую насадку подается уже смешанный однородный материал УР‑231, который можно залить в бак емкостью от 2 до 20 л, в картридж или в адаптер, где его необходимо выдержать минимум полчаса. После выдержки лак УР‑231 под давлением подается из этих емкостей на клапан дозирования самой влагозащитной системы.
Таким образом были решены все проблемы, препятствовавшие автоматическому нанесению УР‑231. С момента выпуска первого серийного образца Meter mix прошло уже пять лет, на протяжении которых произведено много поставок систем INNOMELT SPAIN по всей территории Российской Федерации и Республики Беларусь, и больше всего поставлено машин именно для автоматического нанесения отечественного лака УР‑231.
* * *
В данной статье мы рассмотрели основные нюансы подбора оборудования и материалов, а также самих процессов отмывки и влагозащиты, на основе систем, поставляемых известными производителями kolb CLEANING TECHNOLOGY и INNOMELT SPAIN. ●
О. Китаев
Отмывка и влагозащита идут бок о бок друг с другом, в том числе зачастую и по технологическому процессу. Без качественной очистки поверхности невозможно гарантировать надежность и долговечность влагозащиты. В данной статье мы постараемся рассмотреть нюансы подбора оборудования и материалов, а также самих процессов отмывки и влагозащиты.
Для производства современных электронных устройств с высокими требованиями к надежности, обеспечения наилучшей работоспособности и уменьшения отказов печатных узлов одним из ключевых этапов производственного процесса в радиоэлектронике считается отмывка. В данной статье мы рассмотрим процессы отмывки и особенности подбора оборудования и отмывочных жидкостей на примере немецкой компании kolb CLEANING TECHNOLOGY, которая по праву считается одним из надежнейших производителей систем струйной отмывки.
Отмывка – это комплексный процесс. Это и удаление загрязнений с поверхности печатных узлов (ПУ), и тщательная очистка трафарета для качественного нанесения паяльной пасты, и удаление остатков флюса, нагара и других загрязнений с элементов конструкции машин.
Для очистки элементов конструкции машин компания kolb CLEANING TECHNOLOGY использует технологию барботажа. Смысл процесса в том, что газ поступает по трубопроводам на дно ванны, где он выходит через мелкие отверстия. Под действием поднимающихся пузырьков жидкость активно перемешивается, что ускоряет процесс вывода загрязнений в раствор.
Серия систем на основе барботажа у kolb CLEANING TECHNOLOGY называется AF (AirFlow). В данной серии все процессы – отмывка моющей жидкостью, ополаскивание и сушка (рис. 1) – происходят в одной камере.
Системы серии AF предназначены для отмывки систем улавливания конденсата, паяльных рамок, контейнеров, деталей машин и станков и т. д. В зависимости от выбранной модели (рис. 2) они позволяют работать с элементами от 385 × 460 × 480 мм (AF3) до 770 × 1 280 × 600 мм (AF75).
Наиболее эффективной и универсальной технологией для отмывки трафаретов и печатных плат считается распыление струй в воздухе, так как этот метод не имеет минусов, которые присущи УЗ‑системам (риск повреждения чувствительных компонентов), технологии «струй в объеме» (низкая агитация в моющем растворе на расстоянии 10–15 см от сопел) или же отмывке в вакууме (угроза безопасности на участке в связи с низкой точкой вспышки паров отмывочной жидкости).
kolb CLEANING TECHNOLOGY имеет в своем портфеле более 30 систем струйной отмывки, различающихся по задачам (отмывка трафаретов, ПУ, деталей систем) и производительности (от 176 до 830 европлат за цикл).
Во всех системах струйной отмывки используются инновационные, запатентованные технологии производителя kolb CLEANING TECHNOLOGY:
- полностью автоматический трехэтапный (опционально до пяти) процесс очистки в одной камере: отмывка, промывка, сушка горячим воздухом с патентованной инновационной системой VMH®;
- двойная вертикальная система роторов с асинхронными спрей-форсунками с функцией ASYNHRO®для тщательной очистки (без слепых зон);
- функция MediumWipe®для продува труб с целью уменьшения расхода отмывочной жидкости, снижение расхода до 20%;
- PolyPower®– система увеличения силы давления за счет насоса и форсунок (сила давления в три раза выше, на 30% снижено время цикла, более чем в два раза выше качество отмывки).
kolb CLEANING TECHNOLOGY предлагает две серии систем струйной отмывки: премиальную AQUBE и экономичную PSE; дополнительные возможности первой по сравнению со второй приведены в табл. 1. Последовательность процессов в системах серии PSE / AQUBE производства компании kolb CLEANING TECHNOLOGY приведена на рис. 4, основные характеристики систем серий PSE и AQUBE – в табл. 2 и 3 соответственно.
После выбора отмывочной системы самым важным этапом является подбор отмывочной жидкости в зависимости от объектов очистки и материалов, из которых они изготовлены. kolb CLEANING TECHNOLOGY на протяжении более чем 25 лет разрабатывает и производит чистящую химию для электронной промышленности, специально адаптированную к разнообразным требованиям этой отрасли.
В табл. 4 приведены рекомендации, позволяющие выбрать отмывочное средство, наилучшим образом подходящее для конкретной задачи и технологии.
При текущих экономических условиях большинство компаний-изготовителей пытается снизить производственные затраты путем экономии на материалах, в том числе и на отмывочной жидкости. Однако надо понимать, что успешно проведенные тесты совместимости и качества отмывки недорогой отмывочной жидкостью не в полной мере характеризуют экономический эффект выбора. В табл. 5 приведено сравнение продукта компании kolb CLEANING TECHNOLOGY с российским отмывочным средством (Жидкость Х) по результатам тестирования, проведенного специалистами ООО «АссемРус» на базе одного из наших клиентов.
Данные табл. 5 наглядно показывают, что одна лишь стоимость 1 л жидкости не должна быть единственным критерием выбора; для объективного сравнения необходимо учитывать следующие показатели:
- качество отмывки по результатам тестов;
- срок жизни жидкости без замены;
- расход жидкости в процессе отмывки;
- производительность отмывочной системы при использовании конкретной жидкости;
- скорость логистики поставщика и наличие на складе.
После подбора оборудования и отмывочной жидкости можно переходить к следующему этапу – нанесению влагозащитного слоя на печатную плату. Данный процесс неразрывно связан с предыдущим, так как от качества отмывки будет зависеть адгезия влагозащитного слоя к печатной плате, стойкость и защитные свойства слоя, а также вероятность короткого замыкания проводников под влагозащитой из-за наличия остатков химических веществ, способных диссоциировать на ионы и, следовательно, проводить электрический ток. Поэтому влагозащитный состав можно наносить только на качественно вымытую печатную плату.
Методов нанесения влагозащитного слоя много; мы остановимся на самом технологичном – автоматизированном нанесении. Критерии подбора модели оборудования и комплектации разберем на примере известного испанского производителя INNOMELT SPAIN.
В портфеле этого производителя есть три системы: две отдельностоящие – CF440 и CF440LC – и встраиваемая в линию CF395IL (табл. 6).
Все системы универсальны, готовы к работе как с вязкими, так и жидкими материалами; в зависимости от выбранных клапанов будет различаться функционал системы. Выбор клапана зависит от следующих аспектов:
- конструктива печатной платы и необходимая зона нанесения. Например, если требуется полная заливка ПУ, то будет достаточно одного спрей-клапана;
- вида используемого материала и его вязкость, в зависимости от которой подбирается тип клапана;
- необходимой производительности нанесения;
- геометрии нанесения: микроточка, точка, линия и т. д.
Информация, позволяющая подобрать комплект клапанов для системы селективной влагозащиты INNOMELT SPAIN, наилучшим образом соответствующий задачам конкретного производства, приведена в табл. 7.
Для автоматизированного нанесения одним из самых сложных лаков был и остается УР‑231, что связано с тремя аспектами, затрудняющими его применение:
- малое время полимеризации (спустя два-три часа лак меняет консистенцию);
- необходимость использования агрессивных растворителей, которые повреждают коммуникации оборудования;
- отсутствие возможности автоматизированного измерения вязкости в соответствии с ТУ 6-21-14-90. Требуется сначала смешать компоненты лака в соотношении 100:18, выдержать смешанный состав в течение 30 мин и только потом добавлять разбавитель, контролируя вязкость в абсолютных единицах по показаниям вискозиметра. Помимо сложности, такая процедура исключает возможность моментального смешивания и нанесения на ПП.
Еще в 2015 году ООО «АссемРус» совместно с испанским производителем INNOMELT SPAIN решили все три аспекта, которые препятствовали автоматическому нанесению УР‑231.
Разработано программное обеспечение для поддержки технического обслуживания.
В случае простоя машины более 2–3 ч оператор получает сигнал о необходимости промыть систему растворителем – смесью ксилола и бутилацетата, залив его в емкость для лака и пропустив через коммуникации системы. Если этого не сделать своевременно, лак засохнет в трубках и клапанах, тем самым сделав невозможным последующие операции нанесения.
Все емкости, трубки, фитинги, уплотнители разработаны из материалов, устойчивых к ксилолу и бутилацетату.
В соответствии с ТУ 6-21-14-90 нет возможности смешивать лак напрямую в дозирующей голове, так как ему необходимо полчаса выдержки. Поэтому специально для двухкомпонентных лаков была разработана независимая от основного контура влагозащиты система – Meter mix system. Данная система имеет следующие характеристики:
- две емкости для двух компонентов (отвердитель ДГУ и полуфабрикатный лак УР‑0231);
- сервоконтроллер для точной подачи компонентов лака в необходимом соотношении (пропорция задается оператором);
- система преднагрева (до 60 °С);
- система дегазирования;
- клапан для смешивания двух составляющих лака.
Принцип работы прост: из двух емкостей в определенных пропорциях, запрограммированных ранее в соответствии с показаниями приборов В3-4 или В3-246 (как сказано выше, для УР‑231 это 100:18), поступает полуфабрикатный лак УР‑0321 и ДГУ в статический смесительный клапан, откуда через статическую насадку подается уже смешанный однородный материал УР‑231, который можно залить в бак емкостью от 2 до 20 л, в картридж или в адаптер, где его необходимо выдержать минимум полчаса. После выдержки лак УР‑231 под давлением подается из этих емкостей на клапан дозирования самой влагозащитной системы.
Таким образом были решены все проблемы, препятствовавшие автоматическому нанесению УР‑231. С момента выпуска первого серийного образца Meter mix прошло уже пять лет, на протяжении которых произведено много поставок систем INNOMELT SPAIN по всей территории Российской Федерации и Республики Беларусь, и больше всего поставлено машин именно для автоматического нанесения отечественного лака УР‑231.
* * *
В данной статье мы рассмотрели основные нюансы подбора оборудования и материалов, а также самих процессов отмывки и влагозащиты, на основе систем, поставляемых известными производителями kolb CLEANING TECHNOLOGY и INNOMELT SPAIN. ●
Отзывы читателей
